辐射疗法系统中的束斑调整的制作方法

背景技术：

1、除非本文另外指出，否则本节中描述的方法不是本申请中的权利要求的现有技术并且不因包含在本节中而被承认为现有技术。

2、辐射疗法是针对诸如癌性肿瘤之类的特定解剖靶标(计划靶标体积或ptv)的局部处理。理想情况下，辐射疗法是在计划靶标体积上执行，使周围的正常组织免于接收超过指定公差的剂量，从而使健康组织受损的风险最小化。在递送辐射疗法之前，通常采用成像系统来提供解剖靶标和周围区域的三维图像。根据这样的成像，可以估计解剖靶标的尺寸和质量，确定计划靶标体积，并使用专用处理计划系统(tps)来生成适当的处理计划。tps具有光子束和电子束模型，这些模型可以准确地表示由辐射疗法递送系统所生成的束。

3、当前，辐射肿瘤学领域正在转向例如经由立体定向放射外科(srs)和立体定向放射疗法(srt)来处理较小计划靶标体积。立体定向放射外科和立体定向放射疗法是辐射疗法的高级形式，其涉及向患者解剖结构的小聚焦区域递送高辐射剂量。由于高辐射剂量和小靶标体积与这些srs处理相关联，因此所递送的处理要求高几何准确度。由tps中的束模型所提供的预测剂量分布以及由实际处理递送系统所提供的递送剂量都要求这种高几何准确度。

技术实现思路

1、根据本发明的一个方面，提供了一种用于调整辐射疗法系统中的束斑的计算机实现的方法，如权利要求1中所限定的。根据本发明的另一方面，提供了一种辐射疗法系统，如权利要求12中所限定的。根据本发明的另一方面，提供了一种提高辐射疗法系统中的束斑的一个或多个属性与被包括在辐射疗法系统的处理计划模型中的预先配置的束数据之间的一致性的方法，如权利要求22中所限定的。可选特征在从属权利要求中被指定。

2、根据各种实施例，计算机实现的过程包括：使用辐射疗法系统的现有成像面板直接测量辐射疗法系统中的束斑尺寸、形状和强度分布，以及基于此类测量来修改束斑的一个或多个属性。具体地，在生成处理束并且多叶准直器被定位成阻挡束的一部分并围绕束的中心轴旋转的同时，利用成像面板获取辐射投影图像(例如，x射线投影图像)序列。基于投影图像，重建束斑的二维(2d)图像，该图像指示束斑的面积、尺寸、形状、位置和2d强度形貌。附加地，通过对小辐射场进行成形并使用现有的成像面板来测量辐射场半影，可以确定处理束的输出因子。计算机实现的过程还包括基于重建的2d束斑图像来修改束斑的尺寸、形状和/或位置，使得束斑满足针对一个或多个预定质量度量的阈值。在一些实施例中，可以通过将系统的电子束生成部件的参数的现有值改变为新值来修改束斑。可以执行束斑测量和电子束修改的附加迭代，直到束斑满足这样的阈值。因为作为自动化过程的一部分，每次迭代可以在几分钟内被执行，所以实施例的计算机实现的过程可以作为工厂设置的一部分、现场质量保证工具和/或作为定期服务工具而被使用。因此，可以防止半影和/或输出因子偏差以及由不对称束斑或不满足必要几何要求的束所产生的其他问题。此外，可以确认每单位束面积的辐射靶标能量密度在可接受的限度内，从而确保辐射疗法系统的可靠的靶标功率水平和延长的靶标寿命。

3、根据各种实施例，计算机实现的过程包括：使用辐射疗法系统的现有成像面板来测量由束斑生成的辐射场的一个或多个属性，并且基于这种辐射场测量来修改束斑的一个或多个属性。辐射场的属性经由一个或多个特定辐射场质量度量来量化，其可以指示源自束斑的辐射束是否在指定质量范围之外。这种辐射场质量度量的示例包括以下中的一项或多项：面积重合因子、半影不对称因子和辐射束输出因子。

4、前述
技术实现要素：
仅是说明性的并且不旨在以任何方式进行限制。除了上述说明性方面、实施例和特征之外，通过参考附图和下面的详细描述，另外的方面、实施例和特征将变得显而易见。

技术特征：

1.一种用于调整辐射疗法系统中的束斑的计算机实现的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：响应于确定所述第一束斑在所述指定质量范围之外，将所述系统的电子束生成部件的至少一个参数修改为新值。

3.根据权利要求2所述的计算机实现的方法，其中修改所述系统的所述电子束成形部件的参数包括：将第一螺线管电流的幅度改变为所述新值。

4.根据权利要求1、2或3所述的计算机实现的方法，还包括：在所述成像器生成所述第一多个投影图像的同时，使用所述辐射疗法系统的准直器的部分对源自所述第一束斑的第一x射线束进行成形。

5.根据权利要求4所述的计算机实现的方法，还包括：在所述成像器生成所述第一束斑的所述第一多个投影图像的同时，针对每个相应的投影图像，将所述准直器的所述部分定位在围绕所述准直器的旋转轴的不同相应旋转角度处。

6.根据权利要求4或5所述的计算机实现的方法，其中使用所述准直器的所述部分对源自所述第一束斑的所述第一x射线束进行成形包括：将所述准直器的所述部分停放在相对于所述准直器的旋转轴的固定位置。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述一个或多个束斑质量度量包括以下中的一项或多项：束斑面积、束斑伸长率、每单位面积的束斑功率、或束斑中心点距理想中心点位置的偏移。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的计算机实现的方法，还包括：测量源自所述第一束斑的x射线束的剂量率。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的计算机实现的方法，其中确定与所述第一束斑相关联的一个或多个束斑质量度量的所述值包括：生成所述第一束斑的二维强度分布。

10.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中生成所述第一束斑的所述二维强度分布包括：使用边缘测量算法重建所述二维强度分布。

11.根据权利要求2所述的计算机实现的方法，包括：使用所述新值利用所述辐射疗法系统的所述电子束生成部件生成第二束斑，其中所述第二束斑的一个或多个属性比所述第一束斑的所述一个或多个属性在值上更接近于被包括在所述辐射疗法系统的处理计划模型中的预先配置的束数据。

12.一种辐射疗法系统，所述系统包括：

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述一个或多个处理器还被配置为响应于确定所述第一束斑在所述指定质量范围之外，将所述系统的电子束生成部件的至少一个参数修改为新值。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述一个或多个处理器还被配置为在将所述系统的所述电子束成形部件的所述至少一个参数修改为所述新值之后：

15.根据权利要求13或14所述的系统，其中修改所述系统的所述电子束成形部件的所述参数包括：将第一螺线管电流的幅度改变为所述新值。

16.根据权利要求15所述的系统，其中修改所述系统的所述电子束成形部件的所述参数还包括：改变第二螺线管电流的幅度。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的系统，其中所述一个或多个处理器还被配置为：在所述图像生成所述第一多个投影图像的同时，使用所述辐射疗法系统的准直器的部分对源自所述第一束斑的第一x射线束进行成形。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述一个或多个处理器还被配置为：在所述成像器生成所述第一束斑的所述第一多个投影图像的同时，针对每个相应的投影图像，将所述准直器的所述部分定位在围绕所述准直器的旋转轴的不同相应旋转角度处。

19.根据权利要求12至18中任一项所述的系统，其中所述一个或多个处理器还被配置为：响应于确定所述第一束斑在所述指定质量范围内：

20.根据权利要求12至19中任一项所述的系统，其中修改所述系统的所述电子束成形部件的所述参数包括：改变第一螺线管电流的方向性。

21.根据权利要求20所述的系统，其中修改所述系统的所述电子束成形部件的所述参数还包括：改变第二螺线管电流的方向性。

22.一种提高辐射疗法系统中的束斑的一个或多个属性与被包括在所述辐射疗法系统的处理计划模型中的预先配置的束数据之间的一致性的方法，所述方法包括：

技术总结
已经公开了用于调整辐射疗法系统中的束斑的示例计算机实现的方法。该示例方法包括：配置电子束以在辐射疗法系统的电子束靶标303上生成第一束斑302；使用辐射疗法系统的成像器105生成第一束斑的第一多个投影图像，其中第一束斑的每个投影图像是在成像器和束斑的不同相应部分之间的视线被阻挡的情况下生成的；基于第一多个投影图像，确定与第一束斑相关联的一个或多个束斑质量度量的值；并且基于该值来确定第一束斑是否在指定质量范围之外。

技术研发人员：M·康斯坦丁,M·卡赛瑟
受保护的技术使用者：瓦里安医疗系统公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15